Cube d’image hyperspectrale montrant le Vésuve, Italie. Crédit : JPL
Avec les restrictions Covid un peu plus assouplies, les scientifiques d’Europe et des États-Unis ont enfin pu s’associer pour une expérience de terrain tant attendue afin de s’assurer qu’un nouveau satellite Copernicus appelé CHIME fournira les meilleurs produits de données possibles dès qu’il sera opérationnel en orbite. Cette nouvelle mission est développée pour soutenir les politiques de l’UE sur la gestion des ressources naturelles, contribuant à terme à résoudre le problème mondial de la sécurité alimentaire.
La mission d’imagerie hyperspectrale Copernicus pour l’environnement, ou CHIME en abrégé, est l’une des six nouvelles missions que l’UE et l’ESA développent pour étendre la suite actuelle de Copernicus Sentinels. Les données des Sentinelles alimentent une gamme de services Copernicus qui répondent à des défis tels que l’urbanisation, la sécurité alimentaire, l’élévation du niveau de la mer, la diminution des glaces polaires, les catastrophes naturelles et le changement climatique.
Les six missions d’expansion de Copernicus Sentinel renforceront les capacités actuelles des Sentinelles pour répondre davantage aux priorités politiques de l’UE et aux lacunes des besoins des utilisateurs de Copernicus.
La mission d’imagerie hyperspectrale Copernicus, CHIME, transportera un spectromètre infrarouge visible à ondes courtes unique pour fournir des observations hyperspectrales de routine afin de soutenir des services nouveaux et améliorés pour la gestion durable de l’agriculture et de la biodiversité, ainsi que la caractérisation des propriétés des sols. La mission complétera Copernicus Sentinel-2 pour des applications telles que la cartographie de la couverture terrestre. Crédit Thales Alenia Space
Équipée d’un nouveau spectromètre imageur, la mission CHIME fournira des images hyperspectrales systématiques pour cartographier les changements dans la couverture végétale et favoriser les pratiques agricoles durables. Il sera également utilisé pour détecter différentes propriétés du sol afin d’agir sur l’amélioration de la santé des sols. En outre, CHIME sera utilisé pour soutenir la gestion des forêts et les évaluations de la biodiversité, de la durabilité des écosystèmes et de la dégradation de l’environnement, et pour surveiller les écosystèmes lacustres et côtiers, y compris la qualité de l’eau.
Pour préparer au mieux CHIME à ses missions à venir, et dans le cadre d’une coopération entre l’ESA et NasaLaboratoire de propulsion à réaction (JPL), les scientifiques ont récemment uni leurs forces pour la campagne d’expérimentation Hypersense, qui devait avoir lieu en 2020, mais les restrictions de Covid ont obligé à la retarder.
La campagne, qui est gérée par l’Université de Zurich, consistait d’abord à faire venir des États-Unis un avion et l’instrument de mesure du JPL à la base aérienne de Dübendorf près de Zurich en Suisse. Le spectromètre d’imagerie infrarouge visible aéroporté de nouvelle génération, AVIRIS, ressemble aux capacités que CHIME aura une fois en orbite.
Les mesures prises avec AVIRIS sur plus de 20 sites de test représentant différents types d’écosystèmes aident les scientifiques et les ingénieurs à se préparer et à garantir que CHIME sera en mesure de fournir des données diagnostiques et quantitatives de haute qualité dès qu’il sera en orbite et opérationnel. .
Champs agricoles à Irlbach, Allemagne, d’AVIRIS. Crédit : JPL
La plupart de ces vols ont coïncidé avec des mesures prises au sol pour aider à évaluer davantage les données recueillies par l’instrument aéroporté.
Dans le cadre de cette campagne aéroportée et de terrain, une coopération a également été mise en place avec l’Agence spatiale italienne, ASI, pour observer les sites d’essais depuis l’espace avec leur spectromètre imageur satellite appelé PRISMA. En outre, le Centre aérospatial allemand, DLR, a fourni des images hyperspectrales de son capteur DESIS, un spectromètre imageur qui regarde la Terre depuis la Station spatiale internationale.
Les ensembles de données résultants comprendront des observations contemporaines au sol, aéroportées et spatiales pour une meilleure analyse diagnostique et quantitative de ces données « d’empreintes digitales » de spectromètre imageur, qui résultent de l’observation de la cible au moyen de bandes spectrales contiguës entre le bleu et l’infrarouge à ondes courtes (400– 2500 nm).
Michael Rast, scientifique de la mission de l’ESA pour CHIME, a déclaré : « Les ensembles de données nous aideront à établir et à évaluer les futurs produits de données CHIME, y compris des composants spécifiques de la végétation agricole tels que la chlorophylle et l’azote et à quantifier la teneur en carbone des sols, favorisant ainsi l’amélioration des pratiques et de la gestion agricoles. . “
La coopération avec la NASA, dans le cadre de laquelle cette campagne est menée, comprend également une préparation harmonisée entre CHIME et la mission de biologie de surface et géologie de la NASA, qui présente des caractéristiques d’observation spectrométrique similaires à celles de CHIME. Les deux missions devraient être lancées dans la seconde moitié de cette décennie.
Briefing pré-vol de la campagne CHIME. Crédit : Université de Zurich
Robert O. Green, chercheur principal d’AVIRIS-NG, a déclaré: «Ce fut une campagne difficile du point de vue de Covid et de la météo, mais l’équipe a persévéré et a collecté un groupe extraordinaire d’ensembles de données de spectroscopie d’imagerie pour soutenir à la fois le CHIME et la géologie de la biologie de surface de la NASA. futures missions au profit de notre planète.
« La sécurité alimentaire étant un problème mondial, il est essentiel que les agences spatiales collaborent afin que nous puissions exploiter notre expertise et nos atouts relatifs pour obtenir les meilleurs résultats. Dans ce cas, nous avons l’ESA, la NASA, l’ASI et le DLR qui travaillent tous ensemble avec des scientifiques de haut rang de toute l’Europe, des États-Unis, d’Israël et de l’Australie – ce qui est absolument fabuleux », a ajouté le Dr Rast.
